摘要：PLC锅炉控制系统的完成使用带来了巨大的经济效益和社会效益，受到了广大人民的青睐。采用PLC系统功能完善，先进合理的结构，扩展灵活便于维护，而且具有很高的可靠性使之得到了更为广阔的前景。利用计算机进行控制，锅炉燃烧处于自动化的状态之下既达到了经济燃烧、节能效果显著的状态，也使得烟气含氧量和炉渣含碳量显著降低从而减少了环境污染。
关键词：PLC技术；锅炉控制系；应用分析
引言
目前,大多数锅炉系统的控制采用继电器逻辑进行控制,这类系统的自动化程度很低,大部分操作都由手动来完成,而且自动控制部分无法处理系统的模拟量。其电气线路复杂,可靠性不高,不便维护,实际使用时一台锅炉就需要一套继电器控制系统。本文研究可编程控制器设计的控制系统实现整个锅炉系统全自动控制和系统的综合智能控制分析。
1 供热锅炉监控系统配置分析
供暖系统的控制部分主要包括上位机、下位机，两者是使用ProfiNet进行通讯的。上位机是给操作者使用的，操作者可以通过由组态软件对现场进行实时监控与操作，可以实现对供暖系统的给风/给煤量设置、温度监控与控制、报警检查、复位等操作；下位机使用的是S7-1200PLC，其作用是接收上位机指令传递给供暖系统、采集供暖系统信息传递给上位机。S7-1200PLC自身携带数字量输入/输出模块、模拟量输入/输出模块、ProfiNet接口、RS422/485接口等模块，使用总线方式进行与上位机、驱动系统进行通讯。
2 锅炉汽水包水位控制系统
作为影响锅炉安全运行的重要参数，汽包水位过高会破坏其正常工作，导致管壁上的结垢增加，影响蒸汽的质量。在水位处于过低情况下，就会破坏水循环造成水冷壁管的破裂，甚至会引起干锅，破坏汽包。因此不论其值高于或低于标准水位都会造成重大事故。而且在水沸腾加剧的情况下会形成大量的气泡，使水位抬高，从而造成“虚假水位”。维持锅炉进出水量平衡系统的平衡也就达到了目标。将汽包水位维持在相对平衡的汽水分离界面的附近，从而达到提高锅炉的蒸发效率保障其安全生产的标准。在锅炉水位系统处于平衡的状况下，运行中存在的虚假水位现象，在实际应用中采用水位、蒸汽量、给水量三量的控制系统达到平衡。
3 供暖系统运行测试
运行测试是课题的最后一步，采用测试方法为误差分析法以及控制变量对比法。误差分析法是针对分段自寻优算法的可靠性和稳定性进行研究的方法。控制变量对比法是控制时间、煤质、室温、环境等变量的相同性，仅改变系统控制策略，对比和分析分段自寻优控制算法和传统经验法在煤炭消耗、供暖稳定性等方面的差异。进行试验之前，首先要对系统分别进行运行前检查、通电检查以及程序检查。检查无误后，分别使用分段自寻优控制算法和传统经验法对给风量和给煤量进行控制。
4 基于PLC的锅炉供热控制系统组成分析
锅炉供热控制系统的主要构成部分为燃煤锅炉。中国的煤炭资源较为丰富，所以，现在一般的锅炉供热控制系统会采用煤炭为燃料，中国每年出产的原煤大约有1/3左右的数量被应用于锅炉供热，由此可见，锅炉供热控制系统的能耗极大，会使用并浪费大量的煤炭资源。而锅炉供热系统按照供热的性质进行划分主要分为两种，其一是蒸汽锅炉，其二是热水锅炉。整体的锅炉供热系统一般是由两种不同供热性质的锅炉共同供热，以达到供热不间断、万无一失的目的。
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图1 锅炉供热系统
例如，根据互联网资料进行分析，本文选取我国某大学锅炉供热系统为例，对此进行分析与研究，在此例系统中，包含热水炉三台，其运行效率分析为10t/h1台与（20t/h）两台，其次包含蒸汽炉一台和换热站五个，其运行效率分为6t/h。具体分布情况见图1所示：
根据上述例可知，锅炉供热系统主要分为2部分，一部分为一次组网，二部分为二次组网，其中锅炉供热控制一次组网的运用是将冷水输送至锅炉内进行加热交换，交换后的热水输送至换热站内，二次组网的运行是将换热站内的热水进行热交换，之后对用户提供供热程序，同时供热滞后的热水应将输送返回至换热站内部。
5 PLC锅炉控制系统的功能及应用
（1）此控制系统采用锅炉的燃烧系统自动控制和水控制相结合的方法，利用外界负荷的变化来进行自动调节，从而实现鼓风和给煤量的自动化。当风煤的比例达到平衡的最佳状态下锅炉也就实现了经济燃烧。其中包括：蒸汽压力控制、汽包水位控制、给煤量控制、烟气含氧量控制等。
（2）热工及电气的保护功能热工保护及电气保护的功能主要就是对重要参数进行限位，使机泵过负荷、设备故障等声光报警和故障自动处理的功能达到要求。PLC控制系统是根据工艺要求设置的高压力极限、引风机自动跳闸连锁电气保护和汽包低水位热工保护，使之能够在最大程度上保证锅炉的安全生产，也给锅炉操作人员以人身安全的保证。PLC锅炉控制系统应用变频多泵切换技术保证母管水压控制在最佳的范围之内，从而保证了节电运行的顺利进行。热工保护指的是蒸汽压力的保护程度高、汽包水位的保护程度低，电力保护指引风机会连锁跳闸、给水泵会自动跳闸报警。
（3）快捷的操作系统、强大的显示功能PLC的应用为保证控制台的集中操作以及提供安全方便快捷的操作方法的设置提供及时有效的运行、快速的报警显示。这个保护系统高度的完善性和强大的锁定性防止了操作过程中可能出现的失误。
（4）PLC的运用使锅炉实现半自动点火、停炉的自动化。
（5）PLC的运用使之达到了参数在线工人设置的标准。
（6）PLC的运用使之能够脱离上位机的独立运行，为其自动化的实现提供了不可忽视的重要作用。
（7）监控功能：该系统在运行的过程中，通过对上机位的分析和判断，实现对现场温度、流量、烟气含氧量等的模拟动态显示。使系统和现场仪表、电气设备的结合达到闭环调节和连锁控制的目标。
（8）密码功能：为了防止随意改动参数造成锅炉操作误动作的发生，PLC系统为之配备了操作员的独立密码，操作员可以通过这个唯一的标识符和口令进入从而修改参数。
6 系统调试
锅炉供热控制系统在设计的过程之中应考虑到使用中的维护与调试问题。所以，在锅炉供热控制系统的设计完成之后，应对其进行使用测试。调试之中主要是对系统中的连接故障以及通讯故障进行清理，防止系统在使用中出现连接故障以及通讯故障。为了保障锅炉供热控制系统安全运行，应对整个系统进行安全处理，屏蔽不必要的操作，首先要对现场设备调试，之后，再将调试结果输入到系统指令之中。对锅炉供热系统的调试可以有效指出不合理的部分，增加系统的可用性，并提升系统的安全性能。
7 结语
综上所述，利用PLC系统能有效提升锅炉供热控制系统的工作效率，在进行供热的过程中，能够有效提升锅炉供热控制系统的供热质量，并且有效减少锅炉供热控制系统使用的人力物力以及财力，因此，PLC系统值得在中国的锅炉供热控制系统中使用。
参考文献
[1]刘国强,杨振庭.奥运村太阳能与燃气锅炉联合供热控制系统节能技术应用[G]//北京机械工程学会2016年优秀论文评选论文集,2012.
论文作者:余翠琳1,吴晓萧2
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/21
标签：锅炉论文; 系统论文; 控制系统论文; 水位论文; 汽包论文; 上位论文; 操作论文; 《基层建设》2020年第1期论文;